具有潛力的食品分析 Micro-XRF 技術
每年都有在食品中發現潛在異物而大量召回的事例，因為製造問題、產品受到侵擾或篡改產品等因素，而使這些外來異物及汙染物包括金屬碎屑、木材、塑膠碎片和昆蟲，出現在食品中，受汙染的食品經消費者食入後可能會造成健康危害及死亡。
一個受汙染的食品案例可能會使製造公司因訴訟、賠償或失去交易機會而產生高昂的損失。美國 FDA 更是訂出嚴格的規範以避免消費者受到潛在性危害，並監控不符要求的產品。雖然大部分食品公司已經對此採取一些篩選方案，但 Micro-XRF 技術能提供更可靠與豐富的信息，針對篩選異物的表徵和尺寸測量，追溯汙染物來源以確保食品符合規範。
本報告以 M4 TORNADO 分析不同的馬鈴薯樣品，從異物汙染、營養元素、鹽與調味料分布等不同面向切入，呈現 Micro-XRF 技術運用於食品領域的極大潛力。
Bruker M4 TORNADO
配備 Micro-XRF 光譜儀、具有 Rh 靶的 X 射線源，光斑尺寸小於 20 微米，矽漂移檢測器提供高空間解析度以及快速數據處理，具有大容量真空樣品室和高速機動式樣品定位 XYZ-平台。M4 TORNADO 可以執行點和面積分析，並識別從 Na 到 U 的元素，小光斑適用於檢測樣品的不均勻性和樣品中的小顆粒異物。
測量條件
生馬鈴薯樣品 >> 進行汙染物分析
冷凍乾燥馬鈴薯樣品 >> 進行不同品種間營養元素分布分析
馬鈴薯片樣品 >> 進行鹽和調味料分布分析
生馬鈴薯樣品中汙染物分析
圖1 為生馬鈴薯樣品表面之 mapping 結果，可看到金屬汙染物，和已知的金屬汙染物資料庫做比對，發現不鏽鋼合金 SS 408 與 object 1 具有最接近的光譜結果。
圖1. 具有不同金屬汙染物的馬鈴薯分布圖
冷凍乾燥馬鈴薯樣品中營養元素分析
對樣品進行切片處理，薄片樣品能提升分析時的空間辨識率及解析率。圖 2(a)顯示凍乾馬鈴薯切片的元素分布，圖2(b) 顯示完整的 Cl 濃度分布，顯然地 Cl 集中在馬鈴薯切片中心。
圖2. (a)凍乾馬鈴薯切片多元素圖譜 (b) Cl濃度可視化
下表為不同馬鈴薯品種間之營養元素差異比較，
馬鈴薯片樣品中鹽與調味料分析
縱使馬鈴薯片具有明顯的曲度，仍可不需做樣品處理就能分析，圖3 (b)、(c) 展現了馬鈴薯片上調味鹽的分布，看出調味鹽並不是均勻分布在薯片上，這為薯片品質控管提供了參考價值，並可針對特定或感興趣區域進行更詳細的光譜分析(圖 3 d)。
圖3. (a)馬鈴薯片馬賽克圖 (b) Na 和 Cl元素分布圖 (c)特定區域的Na元素分布圖 (d)對應於(c)指定區域的光譜圖
結論
Bruker M4 TORNADO 的非破壞性 Micro-XRF 獨特技術，僅需要少量或不需樣品製備，就能執行識別汙染物/異物之性質鑑定、不同品種或不同批量間營養元素分佈可視化與比較，及作為食品質量控管依據等，提供食品業界多元的應用。
